Characterisation of the Pressure Dependent Friction Behaviour in an Asymmetric Hydraulic Cylinder: An Empirical Approach
Translated title
Karakterisering af den trykafhængige friktion i en asymmetrisk hydraulisk cylinder: En empirisk metode
Authors
Pedersen, Niels ; Jørgensen, Stefan Melvad
Term
4. term
Education
Publication year
2017
Submitted on
2017-06-13
Pages
164
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan friktionskraften i en asymmetrisk hydraulikcylinder afhænger af tryk. For at kunne studere dette blev der designet og opbygget en testopstilling, der kan måle cylinderens friktionskraft og hastighed med høj nøjagtighed. En decentral styrestrategi, hvor hvert kammertryk og hastigheden styres separat, blev implementeret til at regulere de to tryk og cylinderhastigheden på testcylinderen (Ø50/35). Med udgangspunkt i den modificerede LuGre-model blev der foreslået en hastighedsafhængig friktionsmodel, som delvist blev valideret med målinger. Derudover blev forskellige metoder til at estimere modellens parametre undersøgt. Vi foreslår en robust, sekventiel fremgangsmåde: først estimeres steady state-parametre ud fra stationære målinger, derefter estimeres de dynamiske parametre med en Non-Linear Least Squares Method (NLSM). Vi undersøgte, hvordan modelparametrene varierer med tryk i intervallet 20–200 bar. Under testene blev der observeret positionsafhængig friktion, sandsynligvis fordi cylinderen ikke var kørt ordentligt til. Data tyder på en trykafhængighed i parametrene Fc og Fs, men flere målinger er nødvendige for at beskrive dette mere præcist. Der er også indikationer af, at friktionskraften ændrer sig dynamisk med tryk, men dette blev ikke undersøgt nærmere.
This thesis investigates how the friction force in an asymmetric hydraulic cylinder depends on pressure. To study this, we designed and built a test setup capable of accurately measuring the cylinder’s friction force and speed. A decentralized control approach, where each chamber pressure and the cylinder speed are controlled separately, was implemented to regulate the two pressures and the velocity of the test cylinder (Ø50/35). Using the Modified LuGre model, we proposed a velocity-dependent friction model and partially validated it with measurements. We also examined several ways to estimate the model’s parameters and propose a robust, sequential procedure: first estimate steady-state parameters from steady-state measurements, then estimate dynamic parameters using a Non-Linear Least Squares Method (NLSM). We investigated how the model parameters change with pressure from 20 to 200 bar. During testing, position-dependent friction was observed, likely because the cylinder had not been fully run in. The data indicate a pressure dependence in the parameters Fc and Fs, but further measurements are needed to characterize this more fully. There are also indications that the friction force changes dynamically with pressure, although this was not evaluated in detail.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents